Da due soldati morti nel 1918 studi sulla pandemia

Infettivologia | Redazione DottNet | 17/05/2021 19:02

I ricercatori sono riusciti a sequenziare gran parte del virus che ha infettato i due uomini osservando i primi giorni della pandemia più devastante del ventesimo secolo

Il 27 giugno 1918, due giovani soldati tedeschi, uno di 18 anni e l'altro di 17, morirono a Berlino a causa di un nuovo ceppo influenzale emerso all'inizio di quell'anno. I loro polmoni finirono nella collezione del Museo di Storia della Medicina di Berlino, dove riposarono, fissati nella formalina, per 100 anni. Ora, i ricercatori sono riusciti a sequenziare gran parte del virus che ha infettato i due uomini, studiando i primi giorni della pandemia più devastante del ventesimo secolo. I genomi parziali contengono alcuni indizi allettanti che il famigerato ceppo influenzale potrebbe essersi adattato agli esseri umani tra la prima e la seconda ondata della pandemia.

I ricercatori sono anche riusciti a sequenziare un intero genoma dell'agente patogeno di una giovane donna morta a Monaco in un momento sconosciuto nel 1918. È solo il terzo genoma completo del virus che ha causato quella pandemia e il primo al di fuori del Nord America, il gli autori scrivono in un preprint pubblicato su bioRxiv.

"È un lavoro assolutamente fantastico", afferma Hendrik Poinar, che gestisce un antico laboratorio di DNA presso la McMaster University. “I ricercatori hanno fatto del rianimare i virus a RNA da materiale d'archivio un obiettivo raggiungibile. Non molto tempo fa, questo era, come gran parte dell'antico lavoro sul DNA, una fantasia. ".

Il sequenziamento dei genomi virali è diventato una routine. Nella pandemia di coronavirus in corso, i ricercatori hanno accumulato un database di oltre 1 milione di genomi di SARS-CoV-2, consentendo loro di osservare le varianti apparire e diffondersi mentre quelle vecchie scompaiono. Ma esistono poche sequenze del virus dell'influenza H1N1 che ha causato la pandemia del 1918-1919. All'inizio degli anni 2000, gli scienziati negli Stati Uniti hanno meticolosamente  messo insieme un genoma  da campioni prelevati dal corpo di una donna sepolto e conservato nel terreno ghiacciato in Alaska. E nel 2013  hanno presentato un secondo genoma da un decesso per influenza negli Stati Uniti, prelevato dal tessuto dell'autopsia che era stato conservato in formalina presso l'Armed Forces Institute of Pathology. Entrambi gli studi sono stati sforzi costosi e dispendiosi in termini di tempo che poche persone hanno cercato di emulare, afferma la virologa Angela Rasmussen della Vaccine and Infectious Disease Research Organization presso l'Università del Saskatchewan. Rintracciare campioni di tessuto archiviati è di per sé una sfida, afferma il biologo evoluzionista Michael Worobey dell'Università dell'Arizona, coautore del nuovo prestampa. "Si tratta di trovare campioni", afferma Worobey. "Il nostro gruppo ha setacciato molte località diverse e sono difficili da trovare".

Il biologo evoluzionista Sébastien Calvignac-Spencer del Robert Koch Institute ei suoi colleghi hanno ora studiato 13 campioni di tessuto polmonare tra il 1900 e il 1931 che erano nel museo medico di Berlino e in una collezione a Vienna. Hanno trovato frammenti di RNA dal virus dell'influenza in tre di essi, tutti risalenti al 1918 (come SARS-CoV-2, il genoma del virus dell'influenza è composto da RNA, non da DNA). , ce n'erano abbastanza per ricostruire l'intero genoma del virus dalla donna, che aveva appena 17 anni, e quasi il 90% e il 60%, rispettivamente, del virus che ha ucciso i due soldati. Il sequenziamento del materiale genetico dal tessuto fissato in formalina è ancora più difficile che con altri tipi di campioni, afferma Calvignac-Spencer. "Ma non è il tipo di lavoro impossibile che una volta pensavamo fosse."

I genomi parziali dei due soldati provengono dalla prima ondata più mite della pandemia, seguita da una più grave che ha colpito il mondo nell'autunno del 1918. Gli scienziati hanno ipotizzato che il virus abbia avuto origine negli uccelli e si sia adattato meglio a umani tra la prima e la seconda ondata. Un modo in cui ciò potrebbe accadere è se il gene dell'emoagglutinina, una proteina importante sulla superficie del virus, subisse una mutazione di scambio di amminoacidi che sostituisse una particolare glicina, più spesso osservata nei virus dell'influenza aviaria, con un acido aspartico, che è più caratteristico dei virus umani. Entrambe le sequenze tedesche contenevano un acido aspartico nella posizione, tuttavia, rendendo questo scenario improbabile.

I ricercatori hanno trovato un indizio evolutivo nel gene della nucleoproteina del virus, una proteina strutturale che aiuta a determinare quali specie il virus può infettare. I ceppi influenzali del 1918 precedentemente segnalati, entrambi dalla fine della pandemia, portano due mutazioni in questo gene che aiutano l'influenza a evitare le difese antivirali innate del corpo umano; le sequenze dei soldati tedeschi erano più simili a uccelli. "Potrebbe essere un segno che il virus si stava evolvendo per evitare meglio la risposta immunitaria umana nei primi mesi della pandemia", dice Calvignac-Spencer. Il ceppo influenzale della donna di Monaco portava anche la versione più simile a un uccello della nucleoproteina, ma data la sua data di morte incerta, non si può concludere nulla sull'evoluzione del ceppo.

Tuttavia, il genoma completo delle donne ha fornito altri indizi. I ricercatori hanno utilizzato i suoi geni per resuscitare il complesso della polimerasi del virus, un macchinario costituito da tre proteine ​​che insieme copiano il genoma del patogeno. Negli esperimenti di coltura cellulare, hanno scoperto, il complesso del ceppo di Monaco era circa la metà più attivo del complesso della polimerasi del ceppo dell'Alaska. (Lo studio non ha posto problemi di sicurezza perché il team non ha ricostituito l'intero virus.)  L'estrapolazione dagli studi sulle capsule di Petri alle infezioni umane è difficile, dice Poinar. Tuttavia, "Il fatto che sia possibile testare, in vitro, gli effetti di un ceppo 'estinto' ha enormi implicazioni nella comprensione dell'evoluzione della virulenza e delle possibili contromisure se dovessimo incontrare un'altra epidemia di influenza".

Il lavoro mostra anche che gli archivi di patologia sono "tesori" che possono ancora fornire maggiori informazioni sulla pandemia del 1918, dice Rasmussen: "Se gli ultimi 18 mesi hanno dimostrato qualcosa, è che faremmo bene a ricordare le lezioni delle pandemie passate come cerchiamo di prevenire quelli futuri. "

 

fonte: science

Ultime News